马来西亚沙巴州诗巴丹岛保护区土壤分离链霉菌 M41 株的基因组草图序列及其次级代谢产物合成潜力研究

【字体: 时间:2025年05月21日 来源:Microbiology Resource Announcements 0.7

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  为挖掘链霉菌(Streptomyces)的抗菌及次级代谢产物合成潜力,研究人员对马来西亚沙巴州诗巴丹岛保护区土壤分离的链霉菌 M41 株进行全基因组测序。结果显示其基因组含 70 个 scaffolds、总长 8,039,509 bp、GC 含量 70.9%,含次级代谢物合成相关基因,为抗生素开发提供资源。

  
链霉菌(Streptomyces)物种因其特定环境适应机制而以产生抗菌物质和合成次级代谢产物闻名。从马来西亚沙巴州仙本那地区诗巴丹岛(北纬 4°7'0.33",东经 118°37'40.972")保护区土壤中分离出链霉菌 M41 株,采用放线菌分离琼脂培养基(印度 HiMedia 公司)进行分离。具体步骤为:称取 1 克土壤样品至试管,加入 9 毫升无菌蒸馏水制成 10 倍稀释液,将稀释液涂布于未过滤的放线菌分离琼脂培养基,在 25°C 需氧条件下培养 3 天。挑取单菌落,随后在放线菌肉汤中于 25°C 需氧条件下持续振荡培养 3 天,之后进行基因组 DNA 提取。使用德国 Qiagen 公司的基因组 DNA 缓冲液套装试剂盒,按照制造商协议提取基因组 DNA。利用 16S rRNA 通用引物 27F(5′-AGAGTTTGATCMTGGCTCAG-3′)和 1492R(5′-TACGGYTACCTTGTTACGACTT-3′)进行鉴定,采用桑格测序法测序。输出的 FASTA 文件使用 BLAST 2.13.0 版(https://blast.ncbi.nlm.nih.gov/Blast.cgi)针对核心核苷酸数据库(core nt)进行分析。分析表明,链霉菌 M41 株与链霉菌 G2R-M4-3-4 株密切相关,与 GenBank 登录号 PQ119703.1 的序列一致性达 99.87%。
对于全基因组测序,使用美国 Illumina 公司的 Illumina DNA Prep 试剂盒将基因组 DNA 酶切为约 300 bp 的片段,然后按照制造商协议进行文库制备。随后使用 Illumina NovaSeq 6000 进行测序,进行 150 bp 双端测序,深度覆盖约 100×,生成约 1320 万条读数。除非另有说明,所有下游生物信息学分析均使用默认参数。使用 Trimmomatic v0.38 对原始读数进行接头修剪。使用 SPAdes v3.15.3 对清洗后的读数进行组装和支架构建。随后,使用 NCBI 原核基因组注释流水线 v6.8 对组装的基因组进行注释,设置 “最小重叠群大小(--mincontiglen)” 为 500,e 值阈值为 1e-06。使用 ABRIcate v1.0.1 筛选抗生素抗性基因。使用 antiSMASH v6.1.1 进行全基因组次级代谢产物生物合成基因簇的鉴定。
该基因组草图由 70 个支架组成,总大小为 8,039,509 bp,N50 为 183,107,GC 含量为 70.9%。注释显示,鉴定出 6,928 个编码序列(CDS)作为蛋白质编码基因。ABRIcate 分析预测了两个可能在抗生素合成中起作用的基因,即 Oleandomycin 和 Erythromycin 相关基因。全基因组筛选预测了 16 个可能的次级代谢产物生物合成基因簇位置,包括非核糖体肽合成酶(NRPS)、萜烯、类核糖体合成和翻译后修饰肽(RiPP)样羊毛硫肽、黑色素、铁载体、依克多因、Ⅲ 型聚酮合成酶(T3PKS)和 Ⅱ 型聚酮合成酶(T2PKS)等。
本研究得到沙巴生物多样性中心资助,项目编号 LPK2213,项目名称为 “沙巴保护区海洋和陆地细菌全基因组测序”。

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